Разработка и проектирование тормозной рычажной передачи 4-х осевого крытого вагона на тележках модели 18-100 (стр. 2 из 10)
Допускаемая тормозная сила:
Значения
определяем из графика функции скорости.Результаты расчетов
и 
соответствующие скоростям движения крытого вагона от 100 км/ч до полной остановки, сведем в таблицу № 1 .На основании полученных данных строем графическую зависимость удельной тормозной силы от скорости движения 
Расчетные значения и для крытого вагона
| V, км/ч |  | | , Н/т |
| 80 | 0,57 | 0.0817 | 694.5 |
| 60 | 0,60 | 0.0860 | 731 |
| 40 | 0,64 | 0.0917 | 779.5 |
| 20 | 0,73 | 0.1046 | 890 |
| 0 | 1 | 0.1433 | 1218 |
График зависимости допускаемой удельной тормозной силы от скорости движения вагона.
Скорость движения V-км/ч.Определим среднее значение допускаемой удельной тормозной силы:
Вывод
1) Потребная тормозная сила (втс = 274 Н/т) меньше допускаемой по сцеплению ([втс] = 839.2 Н/т). В этом случае параметры тормозной системы следует выбирать из допускаемой тормозной силы. Целесообразно использование колодочного тормоза с пневматическим управлением.
2) При втс=274 Н/т и замедление аm=0,24 м/с2 соблюдается необходимая
безопасность движения 4-х осной цистерны в составе поезда и обеспечиваются условия сохранности груза.
2. Расчет пневматической части тормозной системы вагона
2.1. Выбор принципиальной схемы пневматической части тормозной системы вагона
Пневматическая часть тормоза существующих крытых вагонов спроектирована на основе использования непрямодействующего автоматического тормоза.
Рис.2.1 Схема пневматического тормозного оборудования крытого вагона.
На новых грузовых вагонах устанавливается только ВР №483. Его двухкамерный резервуар 6 укреплен на раме вагона и отводами 9 и 11 соответственно соединен с М 5 и ЗР 10. Причем отвод 9 непосредственно ввинчен в разобщительный кран 8, который сам установлен в тройнике кронштейне 7. Последнее позволяет в случае излома отвода отключить не только ВР, но и неисправный отвод.
Разобщительный кран 8 № 372 снабжен отверстием диаметром 4 мм, через которое при выключении тормоза магистральная камера ВР сообщается с атмосферой (Ат), тем самым, предупреждая самоторможение выключенного ВР в случае пропуска воздуха через пробку закрытого разобщительного крана. По горцам магистральный воздухопровод 5 оборудован концевыми кранами 3 и соединительными рукавами 2.
Концевой кран 3 № 190 имеет контрольное отверстие диаметром 6 мм, посредством которого при закрытии крана полость соединительного рукава 2 сообщается с Ат, что позволяет затем безопасно разъединять рукава.
Кран экстренного торможения (ЭТ) 4 со снятой ручкой устанавливается только на вагонах с тормозной площадкой. Для отпуска тормоза вагона вручную служит выпускной клапан 15 № 31, который непосредственно размещен на крыше главной части 16 ВР. На рукоятке этого клапана закреплен проволочный поводок 14, выведенный к боковой стороне вагона.
Сверху на корпусе главной части 16 ВР находится обратный клапан 17, наделяющий тормоз свойством неистощимости. Также сверху, но на корпусе магистральной части 12 ВР располагается клапан мягкости 19.
2.2.Выбор типа воздухораспределителя
ВР выполняет важнейшие функции автотормоза и поэтому является одним из наиболее ответственных приборов тормозного оборудования вагона. Наряду с основными операциями, изложенными выше, ВР должен выполнять такие вспомогательные операции, как дополнительную разрядку М, образование скачка начального давления в ТЦ, изменение грузового режима торможения.
2.3. Требования к воздухораспределителям грузового подвижного состава
ВР грузового тормоза должен обеспечивать достаточно легкий бесступенчатый отпуск при следовании поезда по участкам пути с уклоном до 18 о/оо и ступенчатый отпуск для следования поезда по затяжным крутым спускам с уклонами более 18 о/оо.
Он должен обладать свойством мягкости, т. е. не срабатывать на торможение при снижение давления в М темпом 0,02-0,03 МПа в минуту.
Для обеспечения плавности торможения скорость тормозной волны при ЭТ должна достигаться наибольшей и не менее 250 м/с.
Максимальное давление в ТЦ должно обеспечиваться при снижении зарядного давления в М 0,13 – 0,15 МПа. При этом время наполнения воздухом ТЦ до 90% максимальной величины давления должно составлять 20-25 с. Реализация максимального давления воздуха в ТЦ должна быть в пределах 0,39-0,45 МПа для груженого режима ВР; 0,28-0,32 МПа для среднего и 0,14-0,18 МПа для порожнего. ВР должен обеспечивать пополнение возможных утечек воздуха из ТЦ.
2.4. Определение диаметра тормозного цилиндра
Необходимый диаметр ТЦ можно получить из выражения:
или 
,где: dТЦ – диаметр ТЦ, мм;
РШТ- усилие по штоку ТЦ, Н;
РПР - усилие отпускной пружины ТЦ. Н;
РР - усилие возвратной пружины авторегулятора рычажной передачи, приведенное к штоку ТЦ, Н;
РТЦ – расчетное давление воздуха в ТЦ, МПа;
hТЦ - коэффициент потерь усилия (КПД) ТЦ, hТЦ = 0,98
Усилие отпускной пружины ТЦ:
,где: Ро - усилие предварительного сжатия отпускной пружины ГЦ, Н;
Жц - жесткость отпускной пружины ТЦ, Н/мм;
LШ- величина выхода штока ТЦ, мм.
Для крытых вагонов максимально допустимый в эксплуатации LШ=175 мм.
При определении диаметра ТЦ целесообразно величины выхода штока принимать как максимально допускаемую, в эксплуатации при полном торможении.
Для подвижного состава промышленностью выпускаются ТЦ, в которых жесткость отпускной пружины составляет 6.29 - 8.7 Н/мм и усилие предварительного сжатия – 1260 - 1540 Н. При этом на магистральных вагонах, имеющих колодочный тормоз, устанавливаются, как правило, ТЦ с жесткостью отпускной пружины 6,29Н/мм и усилием их предварительного сжатия 1540 Н. Исходя из этого получим для крытого вагона:
Усилие возвратной пружины авторегулятора рычажной передачи (АРП), приведенное к штоку ТЦ:
,где: РОР – усилие предварительного сжатия пружины АРП, Н;
lР - величина сжатия возвратной пружины АРП, мм;
ЖР - жесткость возвратной пружины АРП, Н/мм;
nР – передаточное число привода АРП. Для крытых вагонов с чугунными колодками nР =0,67.
Отечественные вагоны с колодочным тормозом оснащаются в настоящее время АРП № 574Б, имеющие следующие технические данные:
РОР= 1690 Н, ЖР = 23,1 Н/мм, lр=15 мм.
Для крытых вагонов значение давление в ТЦ, принимается равным:
РТЦ= 0,4 МПа на груженом и РТЦ = 0,28 МПа на среднем режиме ВР.
Величину РШТ можно найти из ее зависимости от нажатия тормозных колодок и передаточного числа рычажной передачи:
,где: SК - суммарное нажатие тормозных колодок, обслуживаемых ТЦ;
n - передаточное число РП;
hРП - КПД РП. Согласно типовому расчету тормоза hПР принимают для крытого вагона равным - 0,95.
Допускаемая сила нажатия колонки:
,где: kс- коэффициент, учитывающий возможность разгрузки колесной пары при торможении;
q - нагрузка от оси колесной пары на рельс;
ψc- расчетный коэффициент сцепления колеса с рельсом;
m - число тормозных колодок колесной пары;
φk- коэффициент трения тормозной колодки.
,где: V – скорость, км/ч;
К - значение нажатия на колодку, кН.
При построении графической зависимости Вт = f(K) произвольно задают значения К по которым с учетом выбраннойскорости V, вычисляют соответствующие значениями φk и ВТ. Затем определяют по условию сцепления колес с рельсами возможную для реализации тормозную силу [BT]=kc*q*ψk и по ее значению из графика находят необходимую величину Кn из которых выбирают минимальную величину, исключающею возможность юза колесных пар во всем диапазоне скоростей движения вагона.